电解质溶液习题库

1、章后习题解答 TOP习题1.解 用浓度计算：=icRT=20.0050 8.314 298 =25 kPa用活度计算：=icRT=20.00500.928.314298 =23 kPa 2. 酸H2OH3O+H2CO3CH2COO-H2SHS-共轭碱OH-H2ONH3NH2CH2COO-HS-S2-3. 碱H2ONH3Al(H2O)5OH2+CH2COO-共轭酸H3O+NH3Al(H2O)63+CH2COOH4. (1) 在H3PO4溶液中存在下列质子转移平衡：H3PO4 (aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)(aq)

2、+ H2O(l)(aq) + H3O+(aq)H2O(l) + H2O(l)H3O+(aq) + OH-(aq)由于Ka1Ka2Ka3，各离子浓度由大到小为：H3O+OH- 。其中H3O+浓度并不是浓度的3倍。 (2) NaHCO3在水溶液中存在下列质子转移平衡：(aq) + H2O(l)(aq)+ H3O+(aq)Ka()=Ka2(H2CO3)=4.710-11(aq) + H2O(l)H2CO3(aq) + OH-(aq)Kb()=Kw/Ka1(H2CO3)=1.010-14/(4.510-7)=2.210-8由于Kb()Ka()，因此NaHCO3水溶液呈弱碱性。NaH2PO4在水溶液中存

3、在下列质子转移平衡：(aq) + H2O(l)(aq)+ H3O+(aq)Ka()=Ka2(H3PO4)=6.110-8(aq) + H2O(l)H3PO4(aq) + OH-(aq)Kb()=Kw/Ka1(H3PO4)=1.010-14/(6.910-3)=1.410-12由于Ka()Kb()，H2PO4-给出质子的能力大于其接受质子的能力，因此NaHCO3水溶液呈弱酸性。5. 生理盐水中含有Na+离子和Cl-离子对BaSO4起到盐效应作用使溶解度增大，但Cl-离子对AgCl却起到同离子效应作用而使溶解度降低。6.（1）盐酸和（2）AgNO3，由于同离子效应，将使AgCl的溶解度降低；但若加

4、入HCl浓度较大的话，Ag+与Cl-可以生成配合物AgCl2-，此时AgCl的溶解度反而会增大。（3）KNO3则由于盐效应，将使AgCl的溶解度稍有增加；（4）氨水，由于NH3与Ag+形成了配离子将使游离的Ag明显地减少，AgCl的溶解度大大地增加。7. 计算0.10 molL-1 H2S 溶液中H3O+、HS-及S2-。已知Ka1=8.910-8，Ka2=1.210-13。解 H2S(aq) + H2O(l)HS-(aq) + H3O+(aq)初始浓度 0.10平衡浓度 0.10-x x x 由于x/Ka1500,所以 =9.410-5 molL-1HS-H3O+9.410-5 molL-1

5、 HS-(aq) + H2O(l)S2-(aq) + H3O+(aq)=1.210-13由于HS-H3O+，因此S2- Ka2, 即S2-=1.210-13 molL-1（亦可不列质子传递平衡式，直接写出S2- Ka2=1.210-13 molL-1）8. 解痛药吗啡(C17H19NO3)是一种弱碱，主要由未成熟的罂粟籽提取得到，其Kb=7.910-7。试计算0.015 molL-1吗啡水溶液的pH值。（求一元弱碱的pH,先求出OH-.再求pOH,再求pH）解 c/Kb=0.015/7.910-7500，且cKb20KwOH-=1.110-4 molL-1, pOH=3.96, pH=10.0

6、49. 水杨酸（邻羟基苯甲酸，C7H6O3）是二元酸，Ka1=1.0610-3，Ka2=3.610-14，它是一种消毒防腐剂，有时可用作止痛药而代替阿司匹林，但它有较强的酸性，能引起胃出血。计算0.065 molL-1的C7H6O3溶液的pH值及平衡时各物种的浓度。(二元酸溶液的相关计算，计算H3O+时，判断能否忽略二级解离出的氢离子，若能则按一元弱酸的处理办法进行计算，此处注意由于c/Ka1500，所以不能按最简式进行计算；一级解离得到的共轭碱离子浓度近似等于H3O+,二级解离得到的共轭碱离子浓度等于Ka2.)解 Ka2很小，可忽略第二级H3O+的解离。但c/Ka120Kw,c/Kb500.

7、 HN3 OH-=2.310-6 molL-1Na+=0.010 molL-1H3O+=Kw/OH-=1.0010-14/(2.310-6)=4.310-9 molL-112. 计算下列溶液的pH值：（1）100 mL、0.10 molL-1H3PO4与100 mL、0.20 molL-1NaOH相混合(混合溶液的解法：分析化学反应，判断反应后溶液体系中最后存在的物质成分)（2）100 mL、0.10 molL-1Na3PO4与100 mL、0.20 molL-1HCl相混合解 (1) n(H3PO4)：n(NaOH)=(100 mL0.10 molL-1):(100 mL0.20 molL-

8、1)=1:2，反应为：H3PO4(aq) + 2NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + 2H2O(l)生成Na2HPO4= 0.10 molL-1100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 molL-1pH=(pKa2+pKa3) =（7.21+12.32）= 9.76(2) n(Na3PO4)：n(HCl)=(100 mL0.10 molL-1):(100 mL0.20 molL-1)=1:2，反应为：Na3PO4 + 2HCl = NaH2PO4 + 2NaCl生成NaH2PO4= 0.10 molL-1100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 mo

9、lL-1pH=(pKa1+pKa2)= (2.16+7.21)=4.6814. 乳酸HC3H5O3是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，已知乳酸的Ka=1.410-4，试计算浓度为1.010-3 molL-1乳酸溶液的pH值。解 由于c/Ka500，不能用最简式计算。H3O+=molL-1= 3.110-4 molL-1pH = 3.5115. 已知乳酸的Ka=1.410-4，测得某酸牛奶样品的pH值为2.42。计算该酸奶中乳酸的浓度。（由于不确定乳酸的浓度，所以不确定c/Ka是否大于500，就只能解一元二次方程求解）解 pH=2.42, H3O+=3.810-3 molL-1

10、。设乳酸的浓度为c(HC3H5O3)。HC3H5O3(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)由1.410-4c(HC3H5O3)=1.410-43.810-3+(3.810-3)2c(HC3H5O3)=0.11 molL-116. 正常成人胃液的pH值为1.4，婴儿胃液pH值为5.0。问成人胃液中的H3O+浓度是婴儿胃液的多少倍？解 成人胃液的pH值为1.4，则H3O+成人=0.040 molL-1 婴儿胃液pH值为5.0，则H3O+婴儿=1.010-5 molL-1H3O+成人/H3O+婴儿=0.040 molL-1/(1.010-5 molL-1)=400017. 有一浓度

11、为0.100 molL-1的BHX溶液，测得pH=8.00。已知B是弱碱，Kb=1.010-3；X-1是弱酸HX的阴离子。求HX的Ka。解 由题意可知，BHX是个弱酸弱碱盐，即两性物质。 pH=1/2(pKa-pKb+pKw)pKa=2pH-pKw+pKb=28.00-14.00+3.00=5.00Ka=1.010-518. 现有0.20 molL-1HCl溶液，问：(1) 如使pH=4.0，应该加入HAc还是NaAc？(2)如果加入等体积的2.0 molL-1NaAc溶液，则混合溶液的pH值是多少？(3) 如果加入等体积的2.0 molL-1NaOH溶液，则混合溶液的pH值又是多少?解 （1

12、）应该加入碱性的NaAc。（2）加入等体积的NaAc后，由于NaAc过量，生成的HAc浓度为：HAc= 0.20 molL-1/2= 0.10 molL-1溶液中的NaAc浓度为：NaAc=2.010-6 molL-1，pH=5.70（3）NaOH过量, OH-=pOH = 0.046，pH=13.9519. 喹啉（C20H24N2O2，摩尔质量324.4 gmol-1）是主要来源于金鸡纳树皮的重要生物碱，它是一种抗疟药。已知1 g喹啉能溶在1.90 L水中，计算该饱和溶液的pH值。已知pKb1=5.1，pKb2=9.7。解 cb=1.0 g/(1.90L324.4 gmol-1)=1.610

13、-3 molL-1pKb1=5.1, Kb1=7.910-6, c/Kb12.94时，将有超过99的Fe3+沉淀。而在生理条件（37，pH=7.40）下，仅有2.010-20 molL-1的Fe3+离子游离存在于血液中，说明血液中的Fe3+是以结合态形式（如形成铁蛋白）稳定存在。22. 计算下列溶液的pH值：(1) 0.10 molL-1HCl溶液与0.10 molL-1 NH3H2O等体积混合；(2) 0.10 molL-1HAc溶液与0.10 molL-1 NH3H2O等体积混合；(3) 0.10 molL-1HCl溶液与0.10 molL-1Na2CO3溶液等体积混合。解 （1）由于n(

14、HCl)=n(NH3)，生成0.10 molL-1/2=0.050 molL-1的NH4Cl，溶液的H3O+=molL-1=5.310-6 molL-1pH=5.28（2）由于n(HAc)=n(NH3)，生成0.10 molL-1/2= 0.050 molL-1的NH4Ac，H3O+ =pH=7.01（3）由于n(HCl)=n(Na2CO3)，生成0.10 molL-1/2= 0.050 molL-1的NaHCO3，H3O+=pH=8.3423. 计算下列溶液的pH值：(1) 0.20 molL-1H3PO4溶液与0.20 molL-1 Na3PO4等体积混合；(2) 0.20 molL-1N

15、a2CO3溶液与0.10 molL-1HCl溶液等体积混合。解 （1） H3PO4(aq) + Na3PO4(aq) = NaH2PO4(aq) + Na2HPO4(aq)初始时：V0.20 molL-1 V0.20 molL-1反应后： V0.20 molL-1 V0.20 molL-1溶液中Na2HPO4 =NaH2PO4 = (V/2V)0.20 molL-1= 0.10 molL-1Ka2 =， H3O+ = 6.110-8 molL-1， pH=7.21（2） HCl(aq) + Na2CO3(aq) = NaHCO3(aq)初始时：V0.10 molL-1 V0.20 molL-1

16、反应后： V0.10 molL-1 V0.10 molL-1 溶液中Na2CO3= NaHCO3 =(V/2V)0.10 molL-1= 0.050 molL-1Ka2 =，H3O+ = 4.710-11 molL-1， pH=10.3224. PbI2和PbSO4的Ksp非常接近，两者饱和溶液中的Pb2+是否也非常接近，通过计算说明。Ksp(PbI2)=9.810-9，Ksp(PbSO4)=2.5310-8解 PbI2 = Pb2+ + 2I- Ksp(PbI2) = Pb2+I-2=S(2S)2=4S3S=Pb2+ = molL-1= 1.310-3 molL-1 PbSO4 = Pb2+

17、 + SO42- Ksp(PbSO4) = Pb2+SO42-= S2S=Pb2+ =molL-1=1.5910-4 molL-125. 假设溶于水中的Mn(OH)2完全解离，试计算：(1) Mn(OH)2在水中的溶解度(molL-1)； (2) Mn(OH) 2饱和溶液中的Mn2+和OH-；(3) Mn(OH) 2在0.10 molL-1 NaOH溶液中的溶解度假如Mn(OH) 2在NaOH溶液中不发生其它变化；(4) Mn(OH) 2在 0.20 molL-1MnCl2溶液中的溶解度。解 Mn(OH)2(s) = Mn2+(aq) + 2OH-(aq) Mn2+OH-2=Ksp(1) S(

18、2S)2=Ksp, S=molL-1= 3.7210-5 molL-1(2) Mn2+ = S =3 .7210-5 molL-1， OH- =2S = 7.4410-5 molL-1(3) OH-= 0.10 molL-1S=Mn2+ =molL-1=2.110-11 molL-1(4) Mn2+ = 0.20 molL-1S=molL-1 =5.110-7 molL-126. 在100.0 mL的0.20 molL-1 MnCl2溶液中，加入含有NH4Cl的0.10 molL-1 NH3H2O溶液100.0 mL，为了不使Mn(OH)2沉淀形成，需含NH4Cl多少克?解 溶液中，Mn2+=

19、0.20 molL-1100.0 mL/(100.0 mL+100.0mL)= 0.10 molL-1 NH3=0.10 molL-1100.0 mL/(100.0 mL+100.0 mL)= 0.050 molL-1由Ksp=Mn2+OH-2，得OH- =molL-1=1.410-6 molL-1由，得molL-1m(NH4Cl) =0.64 molL-10.200 L53.5 gmol-1=6.8 g27. 在1.0 L 0.10 molL-1 H3PO4溶液中，加入6.0 g NaOH固体，完全溶解后，设溶液体积不变，求(1) 溶液的pH值；(2) 37时溶液的渗透压；(3) 在溶液中加

20、入18 g葡萄糖，其溶液的渗透浓度为多少？是否与血液等渗(300 mmolL-1)？M(NaOH)=40.0，M(C6H12O6)=180.2解 (1) 反应前，溶液中n(H3PO4)=0.10 molL-11.0 L=0.10 mol,n(NaOH)=6.0 g/(40 gmol-1)=0.15 mol,n(NaOH)-n(H3PO4)=0.15 mol-0.10 mol=0.05 mol反应 H3PO4(aq) + NaOH(aq) = NaH2PO4(aq) + H2O(l)初始时/mol 0.10 0.15平衡时/mol 0.15-0.10=0.05 0.10继续反应 NaH2PO4(

21、aq) + NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + H2O(l)初始时/mol 0.10 0.05平衡时/mol 0.10-0.05 =0.05 0.05所以平衡时Na2HPO4=NaH2PO4 = 0.050 molL-1由Ka2 =，得 H3O+= 6.110-8 molL-1， pH=7.21(2) =icRT =c(HPO42-)+c(H2PO4-)+c(Na+)RT=(0.050+0.050+30.050) molL-18.314 Jmol-1K-1(273+37) K=644 kPa(3) 溶液的渗透浓度为18 gL-1/(180 g mol-1) + (0.050+0.

22、050+30.050) molL-1=0.35 molL-1，与血液相比，为高渗溶液。28. 将500 ml c(MgCl2)=0.20 molL-1和500 ml c(NH3H2O) =0.20 molL-1混合。求：(1)混合后溶液是否有沉淀生成？请通过计算加以说明。(2)若有沉淀要加入多少克NH4Cl，才能使溶液无Mg(OH)2沉淀产生?（忽略加入NH4Cl固体引起的体积变化）已知KspMg(OH)2=5.61 10-12，Kb(NH3)=1.810-5，Mr(NH4Cl)=53.5。解 (1)混合后溶液中，c(MgCl2)=0.10 molL-1，c(NH3H2O) =0.10 mol

23、L-1 cKb20Kw, c/Kb500OH- = IP=Mg2+OH-2=0.10(1.310-3)2=1.710-7KspMg(OH)2，有沉淀生成(2)要使沉淀溶解，设需加入x g NH4Cl，则：OH-=7.510-6 molL- NH4+=0.24 molL-1x=0.24 molL-1(0.50L+0.50L)53.5g mol-1=12.8 gExercises1. 125.0 mL of 0.40 molL-1 propanic acid, HPr, is diluted to 500.0 mL. What will the final pH of the solution b

24、e? (Ka=1.310-5)Solution c(HPr)=0.10 molL-1, H3O+ =1.110-3 molL-1，pH=2.942. Ethylamine, CH3CH2NH2, has a strong, pungent odor similar to that ammonia. Like ammonia, it is a base. A 0.10 molL-1 solution has a pH of 11.86. Calculate the Kb for the ethylamine, and find Ka for its conjugate acid, .Soluti

25、on pH=11.86, pOH=14.00-11.86=2.14 OH-=7.210-3 molL-1Kb(CH3CH2NH2) = 3. Pivaic acid is a monoprotic weak acid. A 0.100 molL-1 solution of pivalic acid has a pH=3.00. What is the pH of 0.100 molL-1 sodium pivalate at the same temperature?Solution Ka(HPi)=，Kb(NaPi)=Kw/Ka(HPi)=1.010-14/(1.010-5)=1.010-9

26、，pH=9.004. (1) The weak monoprotic acid HA is 3.2% dissociated in 0.086 molL-1 solution.What is the acidity constant, Ka, of HA?(2) A certain solution of HA has a pH=2.48. What is the concentration of the solution?Solution (1) Ka(HA)=0.086(3.210-2)2= 8.810-5 (2) When pH=2.48，H3O+=3.310-3 molL-1HA=0.

27、12 molL-15. Ksp for SrSO4 is 3.4410-7. (1) Calculate the solubility of SrSO4 in H2O. (2)What would be the solubility of SrSO4 in a solution which is 0.100 molL-1 with respect to sulfate ion?Solution (1)molL-1=5.8610-4 molL-1(2) S3.4410-6 molL-16. In a saturated solution of calcium phosphate, the concentration of ion i